Разработка газотурбинного двигателя для привода турбогенератора Т-25-23У3

Обращают внимание на конфигурацию и размерные соотношения детали, устанавливают обоснованность требований точности, выявляют возможность тех или иных изменений, не влияющих на параметры качества детали, но облегчающих изготовления ее, открывающих возможности применения высокопроизводительных технологических методов и режимов обработки.

Заготовку выбирают исходя из минимальной себестоимости готовой детали для заданного годового выпуска. Чем больше форма и размеры заготовки приближаются к форме и размерам готовой детали, тем дороже она в изготовлении, но тем проще и дешевле ее последующая механическая обработка и меньше расхода материала.

Задача решается на основании минимизации суммарных затрат средств на изготовление заготовки и ее последующую обработку.

При выборе заготовки следует учитывать, что руководящим положением об экономии материалов, создания безотходной и малоотходной технологии и интенсификации технологических процессов в машиностроении отвечает тенденция использования более точной и сложной заготовки.

Выбор заготовки после соответствующих технико-экономических обоснований оформляют назначением класса точности по соответствующему ГОСТу на заготовке и указанием на чертеже заготовки технологических баз. После определения припусков на обработку на чертеж заготовки наносят общие припуски и обозначают отверстия, которые образуются в результате обработки, а в заготовке отсутствуют.

Всю механическую обработку распределяют по операциям и, таким образом выявляют последовательность выполнения операций и их число; для каждой операции выбирают оборудование и определяют конструктивную схему приспособления. В данном домашнем задании предлагается произвести технологический  расчет изготовления детали.

3.1    Анализ чертежа детали

Одним из значимых факторов технического процесса в машиностроении, как и в других отраслях, является совершенствование технологии производства. Особенность современного производства – применение новых конструкционных материалов: жаропрочных, коррозионно-стойких, композиционных, порошковых, полимерных и др. Обработка этих материалов требует совершенствования существующих технологических процессов и создания новых методов.

Совокупность методов, обеспечивающая все заданные параметры детали, представляет собой технологический процесс его изготовления.

Проектирование технологического процесса ведется в жестких рамках двух требований:

безусловно обязательное соблюдение заданных параметров изготовляемой детали;

достижения этой конечной цели с наименьшими затратами общественного труда, т.е. наиболее экономично.

Механическая обработка большой сложности и высокой точности, сложная и точная сборка занимают в авиадвигателестроении доминирующее положение. Однако с развитием реактивной техники растет доля деталей, в технологических процессах которых доминируют технологические процессы литья, штамповки, сварки, электрообработки и др. Расширяется применение материалов с особыми свойствами, а вместе с этим и новых процессов их обработки.

Как процесс формообразования детали технологический процесс механообработки отличается, прежде всего, своей прерывистостью. Необходимость использовать различные инструменты для образования различных участков детали и другие важные причины вынуждают многократно прерывать процесс – разделять его на операции.

Для сложных деталей потребное количество операций может достигать нескольких десятков, причем перерывы бывают необходимыми и внутри операций.  Таким образом разрабатываемые технологические процессы должны обеспечивать повышение производительности труда и качества изделий при одновременном снижении материальных и трудовых затрат на их изготовление.

3.1.1  Назначение детали, условия работы

Деталь типа “вал ротора турбины” предназначена для передачи вращательного движения от вала ротора компрессора газотурбинного двигателя непосредственно к турбине агрегата.

Значительный диаметр посадочного отверстия и эвольвентное шлицевое соединение с малым модулем зубьев при общей тонкостенности конструкции детали позволяют сделать вывод о работе данного вала при значительных скоростях вращения и малых ударных нагрузках. Для передачи крутящего момента от вала ротора компрессора к валу ротора турбины используется эвольвентное шлицевое соединение, а для передачи вращения на саму турбину – 6 равномерно расположенных по окружности отверстий на фланце вала. Материал детали – 13ХПН2ВМФ – позволяет сделать вывод о работе детали при высоких температурах.

3.1.2  Материал детали

Условия работы детали (значительные контактные напряжения, инерционные нагрузки и высокие рабочие температуры) обусловили выбор материала – легированной жаропрочной стали марки 13ХПН2ВМФ  ГОСТ 4543-71. Процентное содержание легирующих элементов представлено в таблице 3.1.

Таблица 3.1. -  Химический состав стали 13ХПН2ВМФ.

Твердость стали в отожженном состоянии – не более HB320. Механические свойства после химико-термической обработки следующие:

-  твердость  HRC_э 47…53;

-  предел прочности  1100 МПа;

-  относительное удлинение  10%;

-  относительное сужение  45%.

Сталь 13ХПН2ВМФ удовлетворительно обрабатывается давлением